5 Stakeholders visie op biobased productieketens.
6 Kansrijke biobased productieketens
6.9 Concept 6: Europese gewassen als nieuwe bron van natuurrubber
6.9.1
Concept
Natuurrubber voor de productie van autobanden, bouwmaterialen, medicinale handschoenen en andere artikelen (totaal 40.000 toepassingen)
wordt voor vrijwel 100% gewonnen uit latex van de rubberboom (Hevea brasiliensis). Deze boom wordt hoofdzakelijk in Zuidoost Azië geteeld. De genetische diversiteit (voor bijvoorbeeld
ziekteresistenties) is zeer smal, waardoor de teelt kwetsbaar is voor ziekten of zelfs ontvankelijk is voor totale vernietiging. Zo is Hevea brasiliensis in het oorspronkelijke productieland Brazilië getroffen door misoogsten ten gevolge van infectie met Microcyclus ulei (Zuid-Amerikaanse bladvalziekte). Deze ziekte heeft ervoor gezorgd dat Brazilie nooit heeft kunnen uitgroeien tot een belangrijke rubberproducent, ondanks pogingen
hiertoe door Goodyear, Firestone Rubber Companies en Henry Ford aan het begin van 1900. Natuurrubber is van strategisch belang in het bijzonder voor de transportsector. Natuurrubber kan namelijk niet volledig vervangen worden door synthetische rubbers, omdat de kwaliteit onvoldoende hoog is voor zware toepassingen. Verder wordt er een sterke toename in de natuurrubberbehoefte en - prijs verwacht als gevolg van een snel toenemend autogebruik en China en India. Er is dus behoefte aan andere bronnen van natuurrubber die kunnen groeien in Europa. Er zijn twee planten die hiervoor in aanmerking komen: Guayule (Parthenium argentatum) die op kleine schaal wordt geproduceerd in de US (Yulex), hoewel de productie vooral is gericht op laag allergene natuurrubberproducten. Aan Guayule is in enige mate rassenonderzoek en
technologieontwikkeling gedaan. Het tweede gewas is de Russische paardenbloem (Taraxacum
koksaghyz) die inheems is in het middelgebergte van Zuidoost Kazakhstan. In WO-II heeft Rusland deze rubber gebruikt voor de productie van banden voor legervoertuigen. Guayule is vooral geschikt voor teelt in mediterrane en woestijnachtige klimaten, terwijl T. koksaghyz uitstekend geschikt is voor teelt in Noordwest Europa. Naast rubber bevat T. koksaghyz in zijn penwortels een aanzienlijke hoeveelheid inuline. Inuline kan wordt gebruikt in voedsel, zoals wordt gedaan voor inuline dat wordt gewonnen
uit de aan paardenbloem verwante cichorei. Inuline is ook een bron voor fructose, dat met hoge conversie-efficiency kan worden omgezet in furaangebaseerde chemicaliën.
Een tweede product van guayule is een resinachtig product met toepassingen in chemie en verf- en inktindustrie. Daarnaast geldt voor beide gewassen dat een aanzienlijke hoeveelheid waardevolle biomassa overblijft na de extractie van de meest waardevolle componenten, waardoor een bioraffinageconcept extra waarde kan geven.
Taraxacum officinale Taraxacum koksaghyz Taraxacum officinale Taraxacum koksaghyz
6.9.2
CO
2<besparing
De geschatte opbrengst van geoptimaliseerde rubbergewassen zal ca 45 ton versgewicht/ha (11-12 ton DS/ha) bedragen. Bij deze biomassa-opbrengst is de geschatte CO2-fixatie ca 18 ton/ha. Bij een totaal
geschat areaal van 100.000 ha waarvan 10.000 ha in Nederland en 90.000 ha in andere landen betekent dat een CO2 mitigatiepotentieel van 1.8 miljoen ton CO2/jaar. De Europese consumptie is ongeveer
1.5 miljoen ton, wat overeenkomt met 1 miljoen ha van deze geoptimaliseerde paardenbloem. Wanneer de rest van de biomassa wordt gebruikt voor ethanolproductie kan ongeveer 3.5 miljoen ton bio- ethanol worden geproduceerd, equivalent met de energieinhoud van 1.5% van de totale Europese benzineconsumptie.
6.9.3
Omzet uit concept
De mondiale markt voor natuurrubber is 10 miljoen ton (2008). De waarde van natuurrubber varieerde de afgelopen 10 jaar van €1-2/kg (we gaan uit van gemiddeld €1500 per ton). Europa gebruikt
ongeveer 1.5 miljoen ton natuurrubber (2008). Uitgaande van het perspectief dat de Russische paardenbloem kan worden ontwikkeld tot een gewas met een productiepotentieel dat vergelijkbaar is met dat van cichorei (nu gemiddeld 45 ton versgewicht wortels/ha), en dat de rubberopbrengst kan oplopen tot 1500 kg/ha, is de bruto opbrengst in potentie €2250/ha. Daarnaast zou het gewas bij deze wortelopbrengst 7 ton inuline opleveren en 3 ton DS andere biomassa (pulp), waarbij de inuline kan worden gebruikt voor productie van furaanchemicaliën of 1ste generatie bioethanol en de resterende
biomassa voor biogas of 2de generatie bio-ethanol. Bij conversie in energie of chemiegrondstoffen is de
waarde van de inuline €100/ton. De waarde van de pulp wordt geschat of €80/ton DS waarmee de totale bruto opbrengst voor de Russische paardenbloem komt op €3250 (ter vergelijking: voor biet is de bruto opbrenst nu ongeveer €5000/ha).
Er zijn geen redenen om aan te nemen dat paardenbloem op termijn niet een opbrengst kan halen die gelijk is aan bijvoorbeeld suikerbiet, waarmee de bruto-opbrengst op €4300 kan uitkomen. Russische paardenbloem is een goed voorbeeld van een potentieel biobased gewas. In vergelijking met suikerbiet maakt de Russische paardenbloem een natuurlijke chemiegrondstof (natuurrubber) met een hoge waarde (>1€/kg) en een groot strategisch belang. De rest van de paardebloembiomassa bestaat voor een aanzienlijk deel uit inuline, dat zeer makkelijk naar ethanol kan worden gefermenteerd, of
uitstekend geschikt is voor de productie van furaangebaseerde chemicaliën. De potentie van dit gewas is dus groot, hoewel er nog een lange veredelingsweg te gaan is.
Guayule kan als meerjarig gewas geteeld worden met jaarlijkse oogsten tot 15 ton DS per hectare. Hiermee kan door veredeling richting een rubbergehalte van 12%, 1.8 ton rubber/ha/jaar verkregen worden (t.o.v. huidige schattingen van 1 ton/ha) en 1 ton/ha/jaar resin. De brutoproductiewaarde van de rubber wordt dan €2700/ha, de van resin €1000/ha (€1000/ton) en van de overige biomassa €500/ha (€40/ton), samen totaal €4200/ha. Nederland kan een belangrijke rol spelen in de
ontwikkeling van uitgangsmateriaal van guayule en daarmee een sleutelrol in de ketenregie van deze alternatieve rubberbron verkrijgen. Daarnaast kan Nederland scheidings- en bioraffinagetechnologie inzetten voor het verwerken van guayule grondstof en een rol spelen in de verdere productie van rubberproducten.
6.9.4
Veredelingsuitdagingen
T. koksaghyz- T. koksaghyz is op dit moment een wild gewas. De kwaliteit van de rubber is net zo goed als die van de rubberboom, maar de opbrengst, die nu wordt geschat op 3-600 kg/ha, moet aanmerkelijk beter. Hiervoor zijn twee routes:
o Verhogen van de wortelopbrengst (van pink- naar vuistdik),
o Verhogen van de rubberopbrengst (van 3-4% naar 12% van DS opbrengst),
- Daarnaast is het voor de teelt in Noord-West-Europa de noodzaak om herbicide resistentie in te kruisen om competitie met de inheemse paardebloem (T. officinale) en andere onkruiden aan te kunnen en teeltkosten laag te houden;
- T. koksaghyz is een diploide, zelfincompatibele plantensoort waarvan in het oorsprongsgebied een grote genetische variatie aanwezig is. Dit zijn vrijwel allemaal hybriden, afkomstig van genetisch sterk verschillende ouders. Vanwege de zelfincompatibiliteit zal het een uitdaging zijn om van deze plantensoort homogene populaties te verkrijgen. Verschillende veredelingsstrategieën staan daarom ter beschikking, zoals vegetatieve vermeerdering of inkruisen van de mogelijkheid om de zelf- incompatibiliteit te omzeilen en zodoende vermeerdering via zaad mogelijk te maken. Guayule
In de Verenigde Staten is een uitgebreide collectie van guayule lijnen getest. Vele daarvan zijn via USDA beschikbaar voor verdere veredeling van voor Europa aangepaste rassen.
Op dit moment wordt een 30-tal lijnen in Europa getest (in Frankrijk in samenwerking met CIRAD en in Spanje onder verantwoordelijkheid van Plant Research International).
Veredelingsuitdagingen:
- Verhogen van stengel en wortelopbrengst;
- Verhogen van latex/rubbergehalte (van de huidige 5-7% naar 12 % van de drogestofopbrengst);
- Verbetering van veredelingsmethoden (meer controle over sexuele of asexuele vermeerdering; ontwikkeling van versnelde selectiemethoden met moleculaire merkers).
6.9.5
Participatie bedrijfsleven
Rubberproductie in Russische paardenbloem en guayule wordt ontwikkeld in het 4-jarige 7e
kaderproject EU pearls (http://www.eu-pearls.eu/UK/ ). Het project loopt tot mei 2012. Een aantal Nederlands partners zijn betrokken bij dit project, waaronder Keygene, Vredestein en Stramproy Contracting. Er zijn verder gesprekken gaande met een aantal nieuwe bedrijven en investeerders die zijn geïnteresseerd in samenwerking.